JP7478290B2

JP7478290B2 - 移動体

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Publication number: JP7478290B2
Application number: JP2023121693A
Authority: JP
Inventors: 遼彦西口; 博貴片山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2023-07-26
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2040-12-25
Also published as: CN114684242B; US20220204075A1; JP2022102743A; JP7321993B2; CN114684242A; JP2023138569A

Description

本発明は、移動体に関する。

特許文献１には、自車走行レーンに先行他車がいない場合は目標車速に従って定速走行を行い、先行他車がいる場合は所定車間距離を維持して追従走行を行うＡＣＣ機能と、目標経路への追従制御により自車走行レーン内の走行を維持するＬＫＡ機能と、運転者の操作介入によってＡＣＣ機能を停止させるオーバーライド機能と、ＬＫＡ機能の失陥時に、ＡＣＣ機能の停止と操作引継を運転者に通知し、ＡＣＣ機能の縮退制御を行う機能と、を有する車両が記載されている。この車両は、ＬＫＡ機能の失陥時に、ＡＣＣ機能を停止させる操作介入の判定基準となるＡＣＣオーバーライド閾値を、ＬＫＡ機能の正常動作時よりも大きい値に変更する機能を有している。この車両では、運転者が進路変更や障害物回避の意図をもって操舵を行ったと判断される操舵トルクをハンドル操作によって与えた場合に、ＬＫＡ制御を中止し、運転者の手動操舵による走行に移行することが可能になっている。

特開２０１９－１２７１３６号公報

特許文献１では、ＬＫＡ機能の失陥時にＬＫＡ機能が即時停止される。しかし、例えば、車両が弧状の道路を進行中に、ＬＫＡ機能の失陥によってＬＫＡ機能が即時停止されると、車両を道路に沿って安全に移動させることができなくなる。

本発明の目的は、移動体の操向制御の実行に関連する障害が発生した場合でも移動体の進行方向を維持しつつ、手動による操向制御に安全に移行できるようにすることにある。

本発明の一態様の移動体は、操作部材の操作に応じて移動体の操向を変更可能な操向装置と、前記操向装置を制御して移動体の操向を制御する操向制御装置と、を有する移動体であって、前記操向制御装置は、前記移動体の移動状況に基づいて前記移動体の操向を制御する第一操向制御と、前記移動体の操向を制限する第二操向制御と、を選択的に行い、前記第二操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が所定閾値を超える場合には前記第二操向制御を終了するものである。
本発明の一態様の移動体は、操作部材の操作に応じて移動体の操向を変更可能な操向装置と、前記操向装置を制御して移動体の操向を制御する操向制御装置と、を有する移動体であって、前記操向制御装置は、前記移動体の移動状況に基づいて前記移動体の操向を制御する第一操向制御と、前記移動体の操向を制限する第二操向制御と、を選択的に行い、前記第二操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が所定閾値を超えない場合には前記第二操向制御を継続するものである。

本発明によれば、移動体の操向制御の実行に関連する障害が発生した場合でも移動体の進行方向を維持しつつ、手動による操向制御に安全に移行できる。

本発明の一実施形態である自動車１０の概略構成を示す模式図である。走行支援ＥＣＵ１２８、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６、及び操向装置１００の接続関係を示す模式図である。走行支援システム１４の作動時における自動車１０の動作を説明するためのフローとチャートである。舵角維持制御が行われる場合の舵角の変化を示す模式図である。舵角維持制御が行われる場合の舵角の変化を示す模式図である。トルク維持制御が行われる場合のモータ２８のトルクの変化を示す模式図である。

図１は、本発明の一実施形態である自動車１０の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、自動車１０は、走行支援システム１４と、前輪８６に接続された電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置１２と、を備える。自動車１０は、走行支援システム１４の作動時には、乗員がステアリングホイール２０に手を触れずとも、自動で自動車１０の操向を制御して、自動車１０をレーンに沿って移動させることができるようになっている。

ＥＰＳ装置１２は、ステアリングホイール２０と、ステアリングコラム２２と、中間ジョイント２４と、ステアリングギアボックス２６と、モータ２８と、インバータ３０と、車速センサ３２と、電動パワーステアリング電子制御装置３６（以下「ＥＰＳ－ＥＣＵ３６」と記載）と、低電圧バッテリ３８と、を備える。ステアリングホイール２０には、ステアリングホイール２０が把持されていることを検知するための把持センサ２０ｓが設けられており、把持センサ２０ｓの検出情報はＥＰＳ－ＥＣＵ３６に送られる。ステアリングホイール２０、ステアリングコラム２２、中間ジョイント２４、ステアリングギアボックス２６、インバータ３０、及びモータ２８は、自動車１０の操向を制御するための操向装置（後述の図２に示す操向装置１００）を構成する。ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、操向装置１００を制御する操向制御装置を構成する。

ステアリングコラム２２は、筐体４０と、筐体４０内部において軸受４４、４６、４８に支持されたステアリング軸４２と、トルクセンサ５０と、舵角センサ５２とを有する。本明細書における“舵角”は、ステアリングホイール２０の操舵量（いわゆるハンドルの切れ角、操舵角）を示す。この舵角と、前輪８６の切れ角である操向角とは、厳密には一致しないものの、高い相関を持つ。したがって、“舵角”を任意の値に維持するということは、“操向角”をその任意の値に応じた値に維持することと同義である。

中間ジョイント２４は、２つのユニバーサルジョイント６０ａ、６０ｂと、その間に配置された軸部６２と、を有する。

ステアリングギアボックス２６は、筐体７０と、ラック＆ピニオン機構のピニオン７４が設けられ軸受７６、７８により支持されたピニオン軸７２と、ラック＆ピニオン機構のラック歯８２が設けられたラック軸８０と、タイロッド８４とを有する。

ステアリング軸４２は、その一端がステアリングホイール２０に固定され、他端がユニバーサルジョイント６０ａに連結されている。ユニバーサルジョイント６０ａは、ステアリング軸４２の一端と軸部６２の一端とを連結する。ユニバーサルジョイント６０ｂは、軸部６２の他端とピニオン軸７２の一端とを連結する。ピニオン軸７２のピニオン７４と、車幅方向に往復動可能なラック軸８０のラック歯８２とが噛合する。ラック軸８０の両端はそれぞれタイロッド８４を介して左右の前輪８６（操舵輪）に連結されている。

運転者がステアリングホイール２０を操作することによって生じた操舵トルクＴｓｔｒ（回転力）は、ステアリング軸４２及び中間ジョイント２４を介してピニオン軸７２に伝達される。そして、ピニオン軸７２のピニオン７４及びラック軸８０のラック歯８２により操舵トルクＴｓｔｒが推力に変換され、ラック軸８０が車幅方向に変位する。ラック軸８０の変位に伴ってタイロッド８４が前輪８６を転舵させることで、前輪８６の操向角を変えることができる。このように、自動車１０の操向装置１００は、乗員の手動操作に応じて、自動車１０の操向を変更可能に構成されている。

ステアリング軸４２、中間ジョイント２４、ピニオン軸７２、ラック軸８０及びタイロッド８４は、ステアリングホイール２０に対する運転者の操舵動作（手動操作）を前輪８６に直接伝えるマニュアル操舵系を構成する。

モータ２８は、ウォームギア９０及びウォームホイールギア９２を介してステアリング軸４２に連結されている。モータ２８の出力軸は、ウォームギア９０に連結されている。ウォームギア９０と噛合するウォームホイールギア９２は、ステアリング軸４２自体に一体的に又は弾性的に形成されている。

モータ２８は、例えば、３相交流ブラシレス式であるが、３相交流ブラシ式、単相交流式、直流式等のその他のモータであってもよい。モータ２８は、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６により制御されるインバータ３０を介して、低電圧バッテリ３８から電力が供給される。そして、当該電力に応じたモータ駆動力Ｆｍを生成する。モータ駆動力Ｆｍは、モータ２８の出力軸、ウォームギア９０、ステアリング軸４２（ウォームホイールギア９２）、中間ジョイント２４及びピニオン軸７２を介してラック軸８０に伝達される。

トルクセンサ５０は、ステアリング軸４２にかかるトルクＴｓｔｒを検出してＥＰＳ－ＥＣＵ３６に出力する。車速センサ３２は、自動車１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出し、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６に出力する。舵角センサ５２は、ステアリングホイール２０の操舵量を示す舵角θｓｔｒ［度］を検出し、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６に出力する。トルクＴｓｔｒ、車速Ｖ、及び舵角θｓｔｒは、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６においてフィードフォワード制御等に用いられる。

インバータ３０は、例えば３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、低電圧バッテリ３８からの直流を３相の交流に変換してモータ２８に供給する。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、走行支援システム１４の非作動時には、運転者の操舵をアシストするために、操向装置１００のインバータ３０及びモータ２８を制御する。ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、走行支援システム１４の作動時には、自動車１０の走行状況に基づいて操向装置１００のインバータ３０及びモータ２８を制御することで、運転者の操舵を受けることなく、自動車１０の操向制御を行う。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、メインＥＣＵ３６ｍと、サブＥＣＵ３６ｓとの２つのＥＣＵを備える。メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓは、それぞれ、プロセッサと、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、を少なくとも備える。プロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓのそれぞれの機能については後述する。

走行支援システム１４は、カメラ１２０と、アンテナ１２２と、地図情報提供装置１２４と、走行支援スイッチ１２６と、走行支援電子制御装置１２８（以下「走行支援ＥＣＵ１２８」と記載）と、を備える。

カメラ１２０は、自動車１０のバックミラーの前のフロントウィンドシールドの内側に取り付けられている。カメラ１２０は、走行支援スイッチ１２６がオン状態とされているとき、自動車１０の前方の道路にあるレーンを画像として捉える。カメラ１２０は、この画像に関する画像情報を走行支援ＥＣＵ１２８に出力する。

アンテナ１２２は、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）を構成する複数のＧＰＳ衛星からの信号（ＧＮＳＳ信号）を受信し、地図情報提供装置１２４に出力する。

地図情報提供装置１２４は、アンテナ１２２からの出力に基づき自動車１０の現在位置を特定すると共に、現在位置及びその周辺に関する地図情報（以下「地図情報Ｉｍａｐ」と記載）を走行支援ＥＣＵ１２８に提供する。地図情報Ｉｍａｐは、自動車１０の現在位置に加え、自動車１０が走行中の道路の曲率情報を含む。曲率情報は、例えば道路の曲率又は曲率半径である。曲率情報を含む地図情報は、地図情報データベース１３０に予め記憶される。

走行支援ＥＣＵ１２８は、プロセッサと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶装置と、を少なくとも備える。走行支援ＥＣＵ１２８のプロセッサは、カメラ１２０が取得した画像から、自動車１０の両側の車線を検出する。走行支援ＥＣＵ１２８のプロセッサは、検出した両側の車線で挟まれる走行経路の例えば中央を自動車１０が移動するように、ステアリングホイール２０の目標舵角を導出する。走行支援ＥＣＵ１２８のプロセッサは、ステアリングホイール２０の舵角がこの目標舵角となるように、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６に対し目標舵角を指示する。

図２は、走行支援ＥＣＵ１２８、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６、及び操向装置１００の接続関係を示す模式図である。走行支援ＥＣＵ１２８とメインＥＣＵ３６ｍは図示省略の通信ドライバによって通信可能に構成されている。メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓは図示省略の通信ドライバによって通信可能に構成されている。メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓは、それぞれ、制御ラインによってインバータ３０と接続されている。

メインＥＣＵ３６ｍは、走行支援システム１４の作動時には、走行支援ＥＣＵ１２８から指示された目標舵角と、舵角センサ５２の検出値（舵角θｓｔｒ）と、車速センサ３２の検出値（車速Ｖ）とに基づいて、舵角が目標舵角となるように、モータ２８のトルクを制御する。このように、自動車１０の走行状況（現在位置、走行中の道路の情報、走行速度等）に応じて走行支援ＥＣＵ１２８にて決められる目標舵角に舵角を収束させるためのモータ２８の制御のことを、以下では“舵角制御”と記載する。舵角制御は第一操向制御を構成する。

舵角制御が行われている状態にて、舵角制御の実行に関する障害が発生した場合には、メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓのいずれかが、その障害の発生前の舵角制御による自動車１０の操向状態に基づいて自動車１０の操向を制限する操向制限制御を行う。操向制限制御は第二操向制御を構成する。

メインＥＣＵ３６ｍが行う操向制限制御は、舵角を障害発生直前の値に維持する制御である。具体的には、メインＥＣＵ３６ｍは、障害発生直前の舵角センサ５２の検出値（舵角θｓｔｒ）を目標値に設定し、舵角がこの目標値に収束するよう、モータ２８のトルクを制御する。メインＥＣＵ３６ｍは、障害発生直前に走行支援ＥＣＵ１２８から指示されていた目標舵角を目標値に設定し、舵角がこの目標値に収束するよう、モータ２８のトルクを制御することで操向制限制御を行ってもよい。メインＥＣＵ３６ｍが行う操向制限制御のことを、以下では舵角維持制御と記載する。舵角維持制御が行われている間は、障害発生直前に指示されていた目標舵角に近い舵角が維持されることとなる。

サブＥＣＵ３６ｓが行う操向制限制御は、モータ２８のトルクを、障害発生直前のトルク（モータ２８に入力されている駆動電流値）に維持する制御である。サブＥＣＵ３６ｓは、モータ２８のトルクが、障害発生直前に走行支援ＥＣＵ１２８から指示されていた目標舵角と車速Ｖに基づいて決まる値となるよう、モータ２８の制御を行ってもよい。外乱の影響を考慮しない場合、目標舵角と車速が決まれば、その目標舵角を実現するために必要なモータ２８のトルクも決まる。したがって、障害発生直前に指示されていた目標舵角に応じたトルクを維持すれば、この操向制限制御が行われている間は、目標舵角に近い舵角が維持されることとなる。サブＥＣＵ３６ｓが行う操向制限制御のことを、以下ではトルク維持制御と記載する。

舵角維持制御は、舵角が一定となるようにモータ２８のトルクを可変制御するものである。このため、トルク維持制御のようにモータ２８のトルクを一定にする制御に比べると、より複雑な処理が必要になる。したがって、メインＥＣＵ３６ｍは、サブＥＣＵ３６ｓよりも演算処理能力の高い構成としておくことが好ましい。

上述した“舵角制御の実行に関する障害”とは、舵角制御の実行が不可となる障害であり、例えば、走行支援ＥＣＵ１２８自体の障害、又は、走行支援ＥＣＵ１２８とメインＥＣＵ３６ｍ間の通信に関する障害等が該当する。これらの例の障害が発生していると、メインＥＣＵ３６ｍが目標舵角の情報を取得できなくなる。このため、舵角制御の実行が不可となる。また、メインＥＣＵ３６ｍとインバータ３０の間の制御ラインの障害も“舵角制御の実行に関する障害”に該当する。

図３は、走行支援システム１４の作動時における自動車１０の動作を説明するためのフローとチャートである。以下では、メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓの少なくとも一方が行う動作については、その主語をＥＰＳ－ＥＣＵ３６として記載する。

走行支援システム１４が作動すると、メインＥＣＵ３６ｍは、走行支援ＥＣＵ１２８から目標舵角を取得し（ステップＳ１）、舵角がこの目標舵角となるようにモータ２８を制御する（ステップＳ２）。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、走行支援システム１４の作動時には、走行支援システム１４及びＥＰＳ装置１２に関連する障害（ただし、インバータ３０及びモータ２８の障害は除く）が発生しているか否かを逐次モニタする。走行支援システム１４及びＥＰＳ装置１２に関連する障害が発生していないと判定された場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、トルクセンサ５０によって検出される操舵トルクが閾値ＴＨ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の判定がＮＯの場合には、ステップＳ１に処理が戻り、舵角制御が継続される。ステップＳ４の判定がＹＥＳの場合には、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、舵角制御を終了する（ステップＳ５）。舵角制御が終了されると、マニュアル操舵系による操向制御が可能な状態となる。つまり、舵角制御が行われている状態では、操舵トルクが閾値ＴＨ１を超えるように、運転者がステアリングホイール２０を操作することで、自動の操向制御から手動の操向制御へと切り替えられるようになっている。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、ステップＳ３において、走行支援システム１４及びＥＰＳ装置１２に関連する障害が発生していると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、発生中の障害が舵角制御の実行に関する障害であるか否かを判定する（ステップＳ６）。

発生中の障害が舵角制御の実行に関する障害ではない、換言すると、発生中の障害が舵角制御を継続できる障害であると判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、走行支援ＥＣＵ１２８により、運転操作要求が運転者に対して行われる（ステップＳ７）。舵角制御を継続できる障害とは、例えば、サブＥＣＵ３６ｓの障害、メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓ間の通信の障害、及びサブＥＣＵ３６ｓとインバータ３０間の制御ラインの障害等である。運転操作要求は、例えば、自動車１０に搭載されるモニタとスピーカの少なくとも一方を利用して行われる。

運転操作要求がなされた後、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、把持センサ２１の出力に基づき、ステアリングホイール２０が把持されたか否かを判定する（ステップＳ８）。ステアリングホイール２０が把持されていない場合（ステップＳ８：ＮＯ）にはステップＳ７の処理が継続され、ステアリングホイール２０が把持された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）にはステップＳ５に処理が移行される。このように、舵角制御は継続できるものの、何らかの障害が発生している場合には、運転者に手動操舵を要求し、運転者がステアリングホイール２０を把持すると、舵角制御が終了されて、手動の操向制御へと移行される。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、舵角制御の実行に関する障害（舵角制御を継続できない障害）が発生していると判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）には、発生中の障害が舵角維持制御を実行できる障害であるか否かを判定する（ステップＳ９）。舵角制御を継続できず且つ舵角維持制御を実行できる障害とは、例えば、走行支援ＥＣＵ１２８の障害、走行支援ＥＣＵ１２８とメインＥＣＵ３６ｍ間の通信の障害、サブＥＣＵ３６ｓの障害、メインＥＣＵ３６ｍとサブＥＣＵ３６ｓ間の通信の障害、及びサブＥＣＵ３６ｓとインバータ３０間の制御ラインの障害等である。

発生中の障害が舵角維持制御を実行できる障害であると判定された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）には、メインＥＣＵ３６ｍにより舵角維持制御が行われる（ステップＳ１０）。

図４は、舵角維持制御が行われる場合の舵角の変化を示す模式図である。図４に示す時刻ｔ１にて、舵角制御を実行できず且つ舵角維持制御を実行できる障害が発生すると、舵角維持制御が開始されて、時刻ｔ１の直前の時点での舵角θ１が維持される。メインＥＣＵ３６ｍは、ステップＳ１０にて舵角維持制御を行う場合には、この舵角維持制御を継続する時間を、図４に示す時間Ｔとする。この時間Ｔは、例えば、運転者が舵角維持制御の開始を認知してからステアリングホイール２０の操作を開始するまでに要すると想定される時間に基づいて設定された既定値である。なお、後述するが、図５に示すように、メインＥＣＵ３６ｍは、舵角維持制御を開始してから時間Ｔが経過する前であっても、ステアリングホイール２０の手動操作（操舵トルクが閾値ＴＨ２以上となる操作）を検知した場合には、その手動操作を契機として舵角維持制御を終了する。図５の例では、メインＥＣＵ３６ｍは、時刻ｔ１ａにて手動操作を検知すると、舵角維持制御を終了させる。メインＥＣＵ３６ｍは、舵角維持制御を終了させるタイミング（図４の例では時刻ｔ２、図５の例では時刻ｔ１ａ）になると、舵角が漸減して０になるように、モータ２８のトルクを漸減させる。図４の例では、時刻ｔ２から少し経過した時刻ｔ３において、モータ２８のトルクと舵角は０となる。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、発生中の障害が舵角維持制御を実行できる障害ではないと判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）には、発生中の障害がトルク維持制御を実行できる障害であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。舵角制御を継続できず且つ舵角維持制御を実行できず且つトルク維持制御を実行できる障害とは、例えば、メインＥＣＵ３６ｍの障害、及び、メインＥＣＵ３６ｍとインバータ３０間の制御ラインの障害等である。

発生中の障害がトルク維持制御を実行できる障害であると判定された場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、サブＥＣＵ３６ｓによりトルク維持制御が行われる（ステップＳ１２）。

図６は、トルク維持制御が行われる場合のモータ２８のトルクの変化を示す模式図である。図６に示す時刻ｔ１にて、舵角制御及び舵角維持制御を実行できず且つトルク維持制御を実行できる障害が発生すると、トルク維持制御が開始されて、時刻ｔ１の直前の時点でのモータ２８のトルクＴｓｔｒ１が維持される。サブＥＣＵ３６ｓは、ステップＳ１２にてトルク維持制御を行う場合には、このトルク維持制御を最大限継続する時間を前述した時間Ｔとする。舵角維持制御のときと同様に、サブＥＣＵ３６ｓは、トルク維持制御を開始してから時間Ｔが経過する前であっても、ステアリングホイール２０の手動操作を検知した場合には、その手動操作を契機としてトルク維持制御を終了する。サブＥＣＵ３６ｓは、トルク維持制御を終了させるタイミング（図６の例では時刻ｔ２）になると、モータ２８のトルクを漸減させてゼロにする。図６の例では、時刻ｔ２から少し経過した時刻ｔ３において、モータ２８のトルクはゼロとなる。

ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、発生中の障害がトルク維持制御を実行できない障害と判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ、例えばメインＥＣＵ３６ｍのみ正常に作動している状態）には、走行支援システム１４の作動を終了させ、自動車１０の統括制御部に対し自動車１０の制動を行うよう指示する（ステップＳ１３）。これにより、自動車１０は安全に停止される。

ステップＳ１０又はステップＳ１２の処理が開始された後には、走行支援ＥＣＵ１２８により、運転操作要求が運転者に対して行われる（ステップＳ１４）。運転操作要求がなされた後、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、トルクセンサ５０によって検出される操舵トルクが閾値ＴＨ２を超えているか否かを判定する（ステップＳ１５）。閾値ＴＨ２は、閾値ＴＨ１よりも小さい値である。ステップＳ１５の判定がＮＯの場合には、ステップＳ１４の処理が継続される。ステップＳ１５の判定がＹＥＳの場合には、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、実行中の舵角維持制御又はトルク維持制御を終了する。このように、舵角維持制御又はトルク維持制御が行われている状態では、舵角制御が行われているときと比べると、ステアリングホイール２０の僅かな操作によって、手動の操向制御へと切り替えられるようになっている。

（実施形態の効果）
以上のように、自動車１０によれば、舵角制御を行っている状態にて、舵角制御の実行に関する障害が発生した場合には、その障害の発生前の操向状態（舵角又はモータ２８のトルク）に基づいて舵角維持制御又はトルク維持制御が行われる。例えば、舵角制御によって自動車１０が弧状の道路（いわゆるカーブ）を走行しているときに障害が発生した場合には、舵角維持制御又はトルク維持制御が行われることで、ステアリングホイール２０を操作しなくとも、上記の時間Ｔの間は、自動車１０がそのカーブに沿って移動できるようになる。したがって、運転者がステアリングホイール２０の手動操作を開始するまでの間、自動車１０を安全に移動させることができる。

また、自動車１０によれば、舵角維持制御又はトルク維持制御が開始されてから時間Ｔが経過すると、操向装置による自動車１０の操向の制限（舵角の維持又はモータ２８のトルクの維持）が行われない状態となる。これにより、運転者の手動操作によって自動車１０の操向操作が可能となる。したがって、障害が発生した場合でも、運転者の意思によって自動車１０を安全に進行させることが可能となる。また、時間Ｔの経過前であっても、運転者がステアリングホイール２０の操作を行うことで、舵角維持制御又はトルク維持制御は終了される。このため、すぐに運転者が操舵を行う場合でも、その操舵を反映して自動車１０の操向を制御でき、運転者の意思に応じた自動車１０の運転を実現できる。

また、自動車１０によれば、舵角制御、舵角維持制御、及びトルク維持制御のどれが行われている場合でも、ステアリングホイール２０の操作を行うことでこれらを終了させて、手動による操向制御へと移行させることが可能になる。舵角維持制御又はトルク維持制御を終了させるために必要なステアリングホイール２０の操作量は、舵角制御を終了させるために必要な操作量よりも小さくて済む。このため、舵角制御の実行に関する障害の発生を運転者が認知し、運転者が手動による操向制御に移行したい場合に、微小な操作でその移行が可能になる。これにより、舵角維持制御又はトルク維持制御が行われている状態でステアリングホイール２０が強く操作されることによる自動車１０の挙動の乱れを防止でき、自動車１０を安定して移動させることができる。図３の動作では、運転操作要求が行われるケースが２つある（ステップＳ７とステップＳ１４）。ステップＳ７とステップＳ１４は、いずれも、何らかの障害が発生している場合に行われる。ステップＳ１５の判定で用いる閾値ＴＨ２が小さい値となっていることで、ステップＳ７の要求に応じて手動操舵に移行するための操作感と、ステップＳ１４の要求に応じて手動操舵に移行するための操作感を近いものとすることができる。これにより、障害発生時においては、ステアリングホイール２０を僅かに操作すれば手動操舵に移行できることを、運転者に意識付けすることができ、ステップＳ１４の運転操作要求に応じてステアリングホイール２０の大きな操作が行われるのを防いで、自動車１０の挙動の乱れを防止できる。

なお、舵角制御から手動による操向制御への切り替えと、舵角維持制御又はトルク維持制御から手動による操向制御への切り替えは、ステアリングホイール２０を操作することで可能としているが、これに限らない。例えば、自動車１０のアクセルペダルやブレーキペダルを操作することで、この切り替えができるようにしてもよい。

また、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、図３のステップＳ６の判定がＹＥＳの場合には、舵角維持制御又はトルク維持制御の代わりに、ステアリング軸４２に既定の負荷を入力する制御を行ってもよい。障害発生時には、舵角制御からこの制御に切り替わることで、自動車の操向をある程度は維持でき、障害発生時の安全な移動を実現できる。

また、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、図３のステップＳ１５において、操舵トルクが閾値ＴＨ２を超えるという条件に加えて、次の条件Ｃ１～Ｃ６の少なくとも１つを満たす場合に、ステップＳ１６の処理を行うようにしてもよい。

条件Ｃ１：舵角制御の実行に関する障害が発生してから所定時間が経過していること
条件Ｃ２：運転者による操舵方向と、舵角維持制御又はトルク維持制御による操向方向が一致していること
条件Ｃ３：運転者が自動車１０の進行方向を注視していること
条件Ｃ４：運転者がステアリングホイール２０を把持していること
条件Ｃ５：運転者の意識が運転に適したものあること
条件Ｃ６：運転者の姿勢が運転に適したものであること

条件Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６については、自動車１０に設けられた運転者を監視するためのカメラの情報を利用することで判定可能である。条件Ｃ４については、把持センサ２０ｓの検出情報に基づいて判定可能である。条件Ｃ３～Ｃ６は既定条件を構成する。

または、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、図３のステップＳ１５の判定がＹＥＳの場合に、上記条件Ｃ２を満たすか否かを判定し、条件Ｃ２を満たしている場合にはステップＳ１６の処理を行う。一方、ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、条件Ｃ２を満たしていない場合（運転者による操舵方向と、舵角維持制御又はトルク維持制御による操向方向が異なる場合）には、操舵トルクが閾値ＴＨ１よりも大きい閾値ＴＨ３を超えるか否かを更に判定し、操舵トルクが閾値ＴＨ３を超える場合にステップＳ１６の処理を行い、操舵トルクが閾値ＴＨ３以下の場合にはステップＳ１４に処理を戻すようにしてもよい。

なお、自動車１０は、図３のステップＳ６の判定がＮＯとなった場合には、ステップＳ７とステップＳ８を行わずに、ステップＳ１に処理を戻して舵角制御を継続させるようにしてもよい。

（舵角維持制御又はトルク維持制御の第一変形例）
メインＥＣＵ３６ｍは、障害発生直前の舵角を舵角維持制御時に用いる目標舵角とする代わりに、障害の発生したタイミングから所定期間の間における舵角センサ５２により検出された舵角の代表値を、舵角維持制御時に用いる目標舵角としてもよい。所定期間の舵角の代表値とは、例えば、この所定期間に検出された全ての舵角の平均値、又は、この所定期間に検出された全ての舵角の中央値等である。

サブＥＣＵ３６ｓは、障害発生直前のモータ２８のトルクを維持する代わりに、障害の発生したタイミングから所定期間の間におけるモータ２８のトルクの代表値を、トルク維持制御時に用いるトルクとしてもよい。所定期間のトルクの代表値とは、例えば、この所定期間における全てのトルクの平均値、又は、この所定期間における全てのトルクの中央値等である。

このように、障害発生後に維持する舵角又はトルクを、障害発生直前の所定期間における舵角の代表値又はトルクの代表値とすることで、障害発生直前に舵角の瞬間的な変動があった場合でも、その変動の影響を排除することができる。これにより、障害発生の前後で、舵角又はトルクが大きく変化するのを高い確度で防ぐことができ、自動車１０を道路に沿って安全に移動させることができる。

（自動車の第一変形例）
ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、サブＥＣＵ３６ｓが削除された構成であってもよい。この場合、メインＥＣＵ３６ｍが舵角制御を行っている状態で、走行支援ＥＣＵ１２８から目標舵角が取得できなくなり、舵角制御が継続できなくなった場合には、メインＥＣＵ３６ｍが舵角維持制御を行う。この構成であっても、障害発生後は、ステアリングホイール２０の操作を行うことなく、自動車１０を一定期間、道路に沿って移動させることは可能である。

（自動車の第二変形例）
ＥＰＳ－ＥＣＵ３６からメインＥＣＵ３６ｍが削除され、走行支援ＥＣＵ１２８とサブＥＣＵ３６ｓが通信可能に接続された構成であってもよい。この場合には、サブＥＣＵ３６ｓが、舵角制御の代わりに、モータ２８のトルクを制御するトルク制御を行う。トルク制御とは、走行支援ＥＣＵ１２８から指示された目標舵角と自動車１０の車速Ｖに基づいて、この目標舵角の実現に必要なトルク指示値（駆動電流値）を求め、この駆動電流値をモータ２８に供給する制御である。このトルク制御は、第一操向制御を構成する。サブＥＣＵ３６ｓは、走行支援ＥＣＵ１２８から目標舵角が取得できなくなり、トルク制御が継続できなくなった場合には、前述したトルク維持制御を行う。この構成であっても、障害発生後は、ステアリングホイール２０の操作を行うことなく、自動車１０を一定期間、道路に沿って移動させることは可能である。

（自動車の第三変形例）
ＥＰＳ－ＥＣＵ３６と走行支援ＥＣＵ１２８は別々のプロセッサとしたが、同一のプロセッサで構成されていてもよい。

（自動車の第四変形例）
ＥＰＳ－ＥＣＵ３６は、舵角制御時にステアリングホイール２０の手動操作を検出した場合と、舵角維持制御又はトルク維持制御時にステアリングホイール２０の手動操作を検出した場合とで、操舵トルクに対する前輪８６の操向角の値を変化させるとよい。例えば、舵角制御時にステアリングホイール２０の手動操作を検出した場合には、操舵トルクと操向角の関係を１：１とし、舵角維持制御又はトルク維持制御時にステアリングホイール２０の手動操作を検出した場合には、操舵トルクと操向角の関係を１：０．５となるよう制御すればよい。また、舵角維持制御又はトルク維持制御時における該制御は、手動操舵に移行してから既定時間のみ行い、その後は、舵角制御時と同様の制御（操舵トルクと操向角の関係を１：１とする制御）を行うことが好ましい。

ここまでの説明では、移動体として自動車を例示した。しかし、本発明の移動体の実施形態は、自動車に限らず、駆動輪を持たない船舶又は航空機等であってもよい。航空機の場合には、動翼を操作するための装置が操向装置を構成する。船舶の場合には、舵を操作するための装置が操向装置を構成する。

以上説明してきたように、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）操作部材の操作に応じて移動体の操向を変更可能な操向装置（ステアリングホイール２０、ステアリングコラム２２、中間ジョイント２４、ステアリングギアボックス２６、インバータ３０、及びモータ２８）と、前記操向装置を制御して移動体（自動車１０）の操向を制御する操向制御装置（ＥＰＳ－ＥＣＵ３６）と、を有する移動体であって、
前記操向制御装置は、
前記移動体の移動状況に基づいて前記移動体の操向を制御する第一操向制御（舵角制御）と、前記移動体の操向を制限する第二操向制御（舵角維持制御、トルク維持制御）と、を選択的に行い、
前記第一操向制御を行っている状態にて、前記第一操向制御の実行に関する障害が発生した場合には前記第二操向制御を行い、
前記第一操向制御を行っている状態にて、前記操作部材（ステアリングホイール２０、アクセルペダル、ブレーキペダル）の操作量が第一閾値（閾値ＴＨ１）を超える場合には前記第一操向制御を終了し、
前記第二操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が前記第一閾値よりも小さい第二閾値（閾値ＴＨ２）を超える場合には前記第二操向制御を終了する移動体。

（１）によれば、第一操向制御を行っている状態にて、第一操向制御の実行に関する障害が発生した場合には第二操向制御が行われる。例えば、第二操向制御によって障害発生前の操向状態を維持することが可能となり、第一操向制御が継続できないような障害が発生しても、移動体の進行方向を維持することが可能になる。また、第一操向制御と第二操向制御のどちらが行われている場合でも、操作部材の操作を行うことでこれらを終了させて、例えば手動による操向制御へと移行させることが可能になる。第二操向制御を終了させるために必要な操作量は、第一操向制御を終了させるために必要な操作量よりも小さくて済む。このため、第一操向制御の実行に関する障害の発生を乗員が認知し、乗員が手動による操向制御に移行したい場合に、微小な操作でその移行が可能になる。これにより、第二操向制御が行われている状態で操作部材が強く操作されることによる移動体の挙動の乱れを防止でき、移動体を安定して移動させることができる。

（２）（１）記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、前記第二操向制御を開始してから所定時間が経過し且つ前記操作量が前記第二閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。

（２）によれば、操作部材の操作量が第二閾値を超える場合でも、障害が発生してから所定時間は第二操向制御が継続される。そして、所定時間の経過後は、操作部材の操作によって第二操向制御を終了させて手動操作による操向制御に移行することが可能となる。このため、障害発生後の所定時間は第二操向制御による安全な移動を実現でき、その後は、乗員の操作に応じた安全な移動を実現できる。

（３）（１）又は（２）記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、乗員の状態が既定条件を満たすか否かを判定し、前記既定条件を満たしており且つ前記操作量が前記第二閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。

（３）によれば、操作部材の操作量が第二閾値を超える場合でも、乗員が既定条件を満たす状態になければ、第二操向制御は継続される。例えば、乗員が操向装置の操作に適した状態にない状態で第二操向制御が終了されるのを防ぐことができ、障害発生時の安全な移動を実現できる。

（４）（１）から（３）のいずれか記載の移動体であって、
前記操作部材は、前記操向装置に設けられた操作子（ステアリングホイール２０）である移動体。

（４）によれば、操向装置の手動操作に応じて第二操向制御を終了させることができる。このため、第二操向制御を終了させる動作と、手動で操向の制御を開始する動作とを一致させることができ、第二操向制御による移動から手動操作による移動へと円滑に移行できる。

（５）（１）から（４）のいずれか記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、前記操作部材の操作に基づく操向方向と前記第二操向制御に基づく操向方向とが同じであり且つ前記操作量が前記第二閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。

（５）によれば、障害の発生を認知した乗員が、意図せず、移動体の操向方向と反対方向に操作部材を操作してしまっても、第二操向制御を継続することができる。このため、障害発生時の安全な移動を実現できる。

（６）（１）から（５）のいずれか記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、前記操作部材の操作に基づく操向方向と前記第二操向制御に基づく操向方向とが異なる状態にて、前記操作量が前記第一閾値よりも大きい第三閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。

（６）によれば、障害の発生を認知した乗員が、意図せず、移動体の操向方向と反対方向に操作部材を操作してしまっても、その操作量が十分に大きくない限り、第二操向制御を継続することができる。このため、障害発生時の安全な移動を実現できる。

（７）（１）から（６）のいずれか記載の移動体であって、
前記第二操向制御は、前記移動体の車輪（前輪８６）の操向角を前記第一操向制御による前記移動体の操向状態に基づく値に維持する操向角維持制御（舵角維持制御）と、前記操向装置に含まれるアクチュエータのトルクを前記第一操向制御による前記移動体の操向状態に基づく値に維持するトルク維持制御との少なくとも一方、を含む移動体。

（７）によれば、第二操向制御によって、障害発生前の操向角又はトルクを維持できるため、障害発生時には、障害発生前の移動状況に応じた操向状態を維持でき、移動中の経路に応じた安全な移動を実現できる。

１０自動車（移動体）
３６ＥＰＳ－ＥＣＵ
１２８走行支援ＥＣＵ
２０ステアリングホイール（操作部材）

Claims

操作部材の操作に応じて移動体の操向を変更可能な操向装置と、前記操向装置を制御して移動体の操向を制御する操向制御装置と、を有する移動体であって、
前記操向制御装置は、
前記移動体の移動状況に基づいて前記移動体の操向を制御する第一操向制御と、前記移動体の操向を制限する第二操向制御と、を選択的に行い、
前記第二操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が所定閾値を超える場合には前記第二操向制御を終了し、
前記第一操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が第一閾値を超える場合には前記第一操向制御を終了し、
前記所定閾値は、前記第一閾値とは異なる第二閾値である移動体。
請求項１に記載の移動体であって、
前記第二閾値は、前記第一閾値よりも小さい移動体。
請求項１又は２に記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、前記第二操向制御を開始してから所定時間が経過し且つ前記操作量が前記第二閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。
請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、乗員の状態が既定条件を満たすか否かを判定し、前記既定条件を満たしており且つ前記操作量が前記第二閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。
請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体であって、
前記操作部材は、前記操向装置に設けられた操作子である移動体。
請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、前記操作部材の操作に基づく操向方向と前記第二操向制御に基づく操向方向とが同じであり且つ前記操作量が前記第二閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。
請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体であって、
前記操向制御装置は、前記操作部材の操作に基づく操向方向と前記第二操向制御に基づく操向方向とが異なる状態にて、前記操作量が前記第一閾値及び前記第二閾値よりも大きい第三閾値を超える場合に、前記第二操向制御を終了する移動体。
請求項１から７のいずれか１項に記載の移動体であって、
前記第二操向制御は、前記移動体の車輪の操向角を前記第一操向制御による前記移動体の操向状態に基づく値に維持する操向角維持制御と、前記操向装置に含まれるアクチュエータのトルクを前記第一操向制御による前記移動体の操向状態に基づく値に維持するトルク維持制御との少なくとも一方、を含む移動体。
操作部材の操作に応じて移動体の操向を変更可能な操向装置と、前記操向装置を制御して移動体の操向を制御する操向制御装置と、を有する移動体であって、
前記操向制御装置は、
前記移動体の移動状況に基づいて前記移動体の操向を制御する第一操向制御と、前記移動体の操向を制限する第二操向制御と、を選択的に行い、
前記第二操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が所定閾値以下の場合には前記第二操向制御を継続し、
前記第一操向制御を行っている状態にて、前記操作部材の操作量が第一閾値以下の場合には前記第一操向制御を継続し、
前記所定閾値は、前記第一閾値とは異なる第二閾値である移動体。
請求項９に記載の移動体であって、
前記第二閾値は、前記第一閾値よりも小さい移動体。